[发明专利]利用金属结合蛋白制备金属纳米颗粒的方法

说明书

本申请是2007年4月17日递交的中国发明专利申请200780019089.4的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种利用重金属结合蛋白来制备重金属纳米颗粒的方法，特别涉及一种制备重金属结构体的方法，该方法包括在含重金属离子的培养基中对转化有重金属结合蛋白编码基因的微生物进行培养，从而在微生物中产生重金属结构，并收集所产生的重金属结构体以及根据所述方法产生的重金属结构体的纳米颗粒。

背景技术

量子点是纳米级的半导体颗粒，当它们被诸如光线等能量激发时会发光，并且所发出光的颜色取决于颗粒的尺寸。也就是说，如果颗粒尺寸减小从而减小了颗粒维数时，电子云密度及其能量发生改变，由此该颗粒的特征会基于其维数而发生改变。例如，在二维系统中发现量子霍尔效应，但该效应并不出现在三维系统中。在本文中，术语“减小的维数”严格意义上意指电子被束缚在比德布罗意波长还小的区域中。零尺寸的量子点不是没有面积的点，而是指具有小于德布罗意波长的三维尺寸。在量子力学中，所有具备动量的物质颗粒的波即德布罗意波长会基于物质的不同而有所不同，并且对半导体材料而言大约为10nm。

如图1所示，量子点总体上是由核和壳所构成的球形，除图1所示的Zn、S及Cd之外还包括其它各种重金属。

量子点的制备方法大体上能够分为两种：利用诸如激光等光源的平版法；以及化学合成法。通过化学方法合成量子点的优点在它能够利用比平版相对简单的系统来生产量子点，但是该方法仍有许多技术问题有待解决以便以高成本效益方式生产大量的量子点。同样地，与利用现有的批量方法所制备的量子点相比，利用分子化学技术所制备的量子点具有优良的光学稳定性，并且它们的光学特性能够被控制从而基于纳米材料的尺寸大小、形状及成分发出各种不同波长的光线。有鉴于此，把基于量子点的纳米材料应用于生物领域成为可能。这表明基于量子点的纳米材料不仅能够广泛地用于生物传感器还能够用于体外光学成像的造影剂，这些可能性近来已经为多项研究所证实(Jovin,Nat.Biotechnol.,21:32,2003；Wuetal.,Nat.Biotechnol.,21:41,2003；Alivisatos,Nat.Biotechno22：47，2004；Gaoetal.,Nat.Biotechno.,22:969,2004；Lidkeetal.Nat.Biotechnol,22:198,2004)。

作为该可能性的典型例子，开发了一种能够体外示踪活细胞信号传导的技术，该技术的一个例子是HER2/neu途径的方法。这克服了已有的有机荧光团的缺陷，因为荧光团容易失去其光学活性从而无法对连续的细胞变化进行示踪(Wuetal.,Nat.Biotechnol.,21:41,2003；Lidkeetal.,Nat.Biotechnol.,22:198,2004)。同样地，为了对活细胞体内由erbB/HER受体介导的信号传导进行示踪，将上皮细胞生长因子(EGF)结合量子点并通过将它结合到上皮细胞生长因子受体上(EGFR)使其激活。然后对量子点耦合的EGFR耦合物结合入细胞的过程进行示踪(Lidkeetal.,Nat.Biotechnol.,22:198,2004)。该方法使得对活细胞内的生物过程进行实时观测成为可能。

进一步地，为了克服体内穿透性不足这一缺陷，开发了能够利用近红外范围内波长的半导体纳米晶体，从而使体内图像收集成为可能(Gaoetal.,Nat.Biotechnol.,22:969,2004)。在该方法中，为了有效地使量子点溶解并且同时有效地将量子点传递到体内，为量子点(ZnS-包覆CdSe)包被多嵌段共聚物，并把单克隆抗体结合到包被共聚物的反应基团上。

此外，为了克服光学成像体内穿透性低这一缺陷，具有近红外波长的量子点被用于对大鼠腋窝下的前哨淋巴结进行光学成像(Kimetal.,Nat.Biotechnol.,22:93,2004)。该纳米材料表现出不同于通过已有方法获得量子点所表现出的物理性质，并且由此具备应用于核磁共振成像的前景。